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<p>BIK0102-ESTRUTURA DA MATÉRIA- Lista de Exercícios</p><p>Tópico 6 - Modelos atômicos: experimento de Rutherford e modelo de Rutherford para o átomo, contexto do</p><p>nascimento do átomo de Bohr – espectros de absorção e emissão.</p><p>1) Descreva a principal contribuição de Rutherford para a ciência.</p><p>2) Explique o experimento de espalhamento de partículas α, que levou em 1911 à proposição do modelo atômico de</p><p>Rutherford. Em sua resposta, aborde necessariamente os seguintes aspectos: (a) o que são partículas α; (b) descrição</p><p>do experimento; (c) resultados obtidos; (d) de que maneira os resultados revelam a estrutura do átomo (do que ele é</p><p>formado, como ele está organizado, como a massa está distribuída, o volume do átomo, etc.).</p><p>3) No experimento de Rutherford, átomos de ouro, contidos em uma folha, foram bombardeados por partículas</p><p>carregadas positivamente conhecidas como alfas. Como resultado esse feixe de partículas sofria uma deflexão menor</p><p>que 1° e um número muito pequeno, um em cem mil para uma folha de 0,5 micrômetro de espessura, sofria uma grande</p><p>deflexão maior que 90° aumentando quando a espessura da folha fosse dobrada. Descreve como Rutherford chegou no</p><p>modelo atômico planetário usando como explicação os resultados desse experimento.</p><p>4) Considere as afirmações abaixo. Indique se cada uma delas é verdadeira (V) ou falsa (F). Cada resposta errada anulará</p><p>uma resposta correta. Lembre de passar sua resposta para a primeira página da prova.</p><p>(a) ( ) A radioatividade é um fenômeno em que átomos se decompõem em átomos menores pela liberação de</p><p>partículas e absorção de energia.</p><p>(b) ( ) Thomson determinou a carga do elétron com o experimento do efeito fotoelétrico.</p><p>(c) ( ) Numa amostra de 1,09 × 106 g de prata há aproximadamente 6,02 × 1029 átomos desse metal.</p><p>(d) ( ) De acordo com a teoria cinética dos gases, a temperatura de um gás é diretamente proporcional à energia</p><p>cinética média das moléculas que o compõe.</p><p>(e) ( ) Prótons e nêutrons não são partículas subatômicas elementares, ou seja, eles são divisíveis.</p><p>(f) ( ) Numa reação de combustão, a massa dos produtos é menor que a massa dos reagentes porque parte</p><p>significativa da matéria é convertida em energia.</p><p>(g) ( ) O volume de uma quantidade fixa de gás a pressão constante aumenta com o aumento da temperatura.</p><p>(h) ( ) No experimento de Rutherford, o espalhamento de partículas α contra folhas de platina ou ouro não produzia</p><p>deflexões com grande ângulo, indicando a presença de um núcleo atômico massivo.</p><p>5) A luz de frequência = 7,1 × 1014 Hz está na região violeta do espectro visível.</p><p>(a) Qual é o comprimento de onda (λ) correspondente?</p><p>Quando um feixe de elétrons choca-se com um bloco de cobre, são emitidos raios X com μ= 2,0 x 10^(18) Hz.</p><p>(b) Qual é o valor de λ (em picômetros) para esses raios X?</p><p>Resp.: (a) λ ≈ 423 nm ; (b) λ ≈ 0,15 nm</p><p>6) Em relação aos modelos atômicos: (a) Descreva os modelos de Dalton, de Thompson e de Rutherford para os átomos</p><p>ressaltando a diferença entre eles; (b) Como as hipóteses de Bohr salvaram o modelo de Rutherford?</p><p>7) Na transição de um elétron no átomo de hidrogênio de um estado n = 5 para n = 2 há emissão ou absorção de</p><p>radiação? Qual o comprimento de onda dessa radiação?</p><p>Resp.: λ ≈ 434 nm</p><p>8) Quando a nave espacial Sojourner pousou em Marte em 1997, o planeta estava a aproximadamente 7,8 × 107 km da</p><p>Terra. Quanto tempo levou para que o sinal de televisão de Marte chegasse à Terra?</p><p>Resp.: 4 m e 20 s</p><p>9) Um telefone celular emite sinais em aproximadamente 850 MHz. Qual o comprimento de onda dessa radiação? Qual</p><p>é a energia transportada por cada fóton que compõe a radiação eletromagnética emitida pelo celular?</p><p>Resp.: λ = 0,35 m ; E = 5,6 x 10-25J</p><p>10) Coloque os seguintes tipos de radiação em ordem crescente de energia por fóton: (a) luz visível de uma lâmpada de</p><p>sódio; (b) raios X de um instrumento no consultório de um dentista; (c) Micro-ondas em um forno de micro-ondas; (d)</p><p>ondas emitidas por uma estação de rádio FM em 91,7 MHz.</p><p>11) Responda as questões que se seguem utilizando o diagrama ao lado, que mostra os</p><p>níveis de energia de um elétron num átomo de hidrogênio.</p><p>(a) Considerando apenas as transições entre os níveis 1, 2, 3 e 4, qual delas está</p><p>associada à emissão do fóton com maior comprimento de onda?</p><p>(b) Considerando apenas as transições entre os níveis 1, 2, 3 e 4, qual delas está</p><p>associada à absorção do fóton com maior frequência?</p><p>(c) Suponha que um átomo de hidrogênio seja excitado de modo que o elétron passe</p><p>para o nível n = 3. Calcule o comprimento de onda da luz emitida quando este átomo</p><p>retorna ao estado fundamental. Em que faixa do espectro eletromagnético esta</p><p>radiação se encontra?</p><p>(d) Calcule a energia de ionização do elemento hidrogênio em unidades de kJ/mol.</p><p>Resp.: (a) 4 → 3 ; (b) 1 → 4 ; (c) 102,6 nm (radiação UV) ; (d) 1310 kJ/mol</p><p>12) O gráfico ao lado traz os espectros de emissão atômica dos elementos sódio e mercúrio na faixa de comprimentos</p><p>de onda entre 450 e 750 nm, bem como o espectro da luz branca nesta mesma faixa. Responda as questões abaixo:</p><p>(a) Qual a diferença entre um espectro de absorção e um espectro de emissão atômica? De que maneira cada um destes</p><p>espectros pode ser obtido experimentalmente?</p><p>(b) Lâmpadas de sódio são amplamente utilizadas para iluminação pública. Qual a coloração destas lâmpadas? De que</p><p>maneira esta coloração pode ser inferida a partir do espectro de emissão?</p><p>(c) Suponha que a luz branca da figura ao lado seja irradiada sobre um bulbo contendo sódio vaporizado a baixa pressão.</p><p>Esboce num gráfico qual será o espectro da radiação após ela ter atravessado a amostra de sódio.</p><p>(d) Repita o raciocínio do item “c” para dois casos diferentes: no primeiro, imagine que a luz incidente sobre a amostra</p><p>de sódio vem de uma lâmpada de sódio; no segundo, imagine que ela vem de uma lâmpada de mercúrio.</p><p>13) A chamada “espectroscopia de absorção atômica” é uma técnica analítica amplamente utilizada. Em ciências</p><p>forenses, por exemplo, ela pode ser aplicada na determinação da presença de resíduos de pólvora ou de metais pesados</p><p>em casos de envenenamento. A figura abaixo mostra esquematicamente as partes que constituem um espectrômetro,</p><p>com ênfase para a fonte de radiação, o atomizador (responsável por vaporizar e atomizar a amostra), o selecionador de</p><p>comprimentos de onda (filtra e seleciona os comprimentos de onda que chegarão ao detector) e o detector. Com base</p><p>nas suas respostas anteriores, explique que tipo de lâmpada deveria ser utilizada para determinar a presença de traços</p><p>de mercúrio numa amostra de sódio. Que cuidados deveríamos tomar ao selecionar os comprimentos de onda que</p><p>chegam ao detector?</p><p>14) De acordo com o modelo de Bohr, um elétron no estado fundamental de um átomo de hidrogênio move-se em órbita</p><p>ao redor do núcleo com um raio específico de 0,53 Å. Na descrição do átomo de hidrogênio pela mecânica quântica, a</p><p>distância mais provável do elétron ao núcleo é 0,53 Å. Por que essas duas afirmativas são diferentes?</p><p>15) Explique os postulados de Bohr e o modelo atômico proposto por ele. Não esqueça de apontar os problemas que o</p><p>modelo não resolveu.</p>